מהירות הטענת רכב חשמלי

נושא טעינת רכב חשמלי קשור יותר לחרדת הטווח מאשר לעמדת טעינה זו או אחרת, לסוללה או לרכב חשמלי בכלל. יחד עם זאת ננסה להוריד את מפלס הלחץ ובעיקר להבין כי מדובר בשינוי דפוס התנהגות ולא בבעייה של טווח נסיעה ברכב חשמלי.

ספוילר – טעינת רכב חשמלי במרבית המקרים אורכת כמה שניות. איך? פרטים בהמשך...

מושגי יסוד ורקע

חשוב להבין כי ישנו זרם חשמל אשר נקרא זרם ישר (Direct Current, DC), וזרם חשמל הנקרא זרם חילופין (Alternating  Current,AC ). לא נעמיק מעבר לזה כדי לא לבלבל.

החשמל שנמצא אצלנו בבית/בניין משותף/משרד הינו זרם חילופין (AC), ואילו החשמל אשר מצוי בסוללות הינו זרם ישר (DC), תדרים שונים. איך שני אלה מתחברים? באמצעות ממיר.

ברכב חשמלי ישנם כמה רכיבים אשר אחראים על תהליך הטעינה, אחד מהם נקרא ממיר זרם. מדובר באותו רכב אשר מקבל חשמל בזרם AC מעמדת הטעינה וממיר אותו לזרם DC כדי שאפשר יהיה לאגור אותו בסוללה של הרכב החשמלי שלנו.
נפח הסוללה שלנו נמדד בקוט"ש, קילו וואט שעה (1 קוט"ש שווה אלף וואט שעה). כלומר הספק של קילו וואט לשעה אחת (או יותר מ-1).

טעינה באמצעות עמדת טעינה מתבצעת ברכבים שהם BEV – Battery electric vehicle, כלומר רכב חשמלי מלא, או PHEV – Plug in Hybrid electric vehicle (היברידי נטען) שהוא רכב בנזין משולב מנוע חשמלי וסוללה מספיק גדולה כדי לבסס נסיעה של כמה עשרות קילומטרים עליה. רכב נוסף אשר בו יש סוללה הוא היברידי רגיל ובו סוללה קטנה ומנוע עזר חשמלי אשר מיועד לעמידה בפקק ונסיעה במהירות איטית. ברכב זה אין טעינה חיצונית לסוללה ויהא נטענת רק מתנועת הגלגלים...

עמדת הטעינה ומהירות הטעינה

נבהיר כי הנתונים הבאים מתייחסים לטעינה בעמדת טעינה סטנדרטית (AC), למשל עמדת טעינה בבניינים משותפים, עמדת טעינה למשרד, עמדת טעינה לבית פרטי וכו'. גם חלק מעמדות הטעינה הציבוריות עובדות על AC. העמדות המהירות עובדות מראש על חשמל בזרם ישר (DC), לא נדרשת המרה ולכן הטעינה מהירה הרבה יותר. אגב, עמדות הDC נקראות "מטענים" מכיוון שהמרת הזרם מתבצעת בתוכן ולא ברכב עצמו לעומת אלה שבהם אין ממיר ונקראות עמדות טעינה...

מהירות הטעינה מושפעת באופן ישיר מ"הספק הטעינה" אשר נמדד על ידי מתח כפול זרם כפול כמות פאזות מחוברות:

1. מתח/Volt (V) – המתח בישראל הינו 230V.
2. זרם/Amper (A) – הזרם משתנה ונע בין 1-32 אמפר ברכב חשמלי.
3. פאזה/Phase (PH) – כמות הפאזות באמצעותן ניתן לטעון. הדבר תלוי אך ורק ברכב אשר מגדיר את אופציות והספק הטעינה. פאזה אחת או שלוש פאזות (תלת פאזי).

לצורך הדוגמא נחבר את הרכב החשמלי שלנו לעמדת הטעינה בבית, ואילו עמדת הטעינה מחוברת ללוח חשמל תלת פאזי בזרם של 16 אמפר.
חישוב מהירות הטעינה הינו 230*16*3=11,040 וואט שעה (הספק). את זה נחלק ב-1,000 ונקבל 11KWh (קילו וואט שעה). כלומר כל שעה הסוללה תיטען ב-11 קילו וואט נוספים.

ברוב המוחץ של המקרים זוהי מהירות הטעינה המקסימלית ברכב חשמלי, בטעינה שאינה בעמדה מהירה שעובדת על זרם ישר (DC בניגוד לAC הביתי/משרדי). מדוע? בעקבות אותו ממיר עליו כתבנו בתחילת המאמר, אשר מוגבל ביכולתו להמיר חשמל בקצב שאינו עולה על 11 קוט"ש (מיוצר כך מתוך שיקולי עלות תועלת של יצרני הרכב). כאשר לוקחים בחשבון את גודל החיבור בבית שלנו (אשר לרוב עומד על 25 אמפר תלת/חד פאזי ובחלק קטן מהמקרים 40 אמפר) מבינים כי בכל מקרה גם הגבלות התשתית לא מאפשרים טעינת רכב חשמלי מעבר להספק הנ"ל. ולמה כל זה פחות רלוונטי?

כמה שניות לטעון רכב חשמלי

בתרחיש הסביר והנפוץ, נגיע הביתה בסוף יום עבודה, ניכנס לחנייה, נחבר את כבל הטעינה לרכב וכל הטעינה מתבצעת ברקע. בפועל לקח לנו כמה שניות לחבר את הכבל, כל היתר אינו רלוונטי כי אנחנו לא עומדים ליד הרכב בהמתנה לטעינה מלאה, בשונה מתדלוק למשל. אותו תרחיש תקף גם בטעינה במשרד או בכל חניון אחר בו נשאיר את הרכב ונחזור לאחר תום הטעינה. המקרים היחידים בהם נמתין לטעינה הם בעמדה ציבורית. מחקרים גלובליים מעידים כי מעל 80% מהטעינה מתבצעת בעמדות שאינן מהירות, קרי בית/משרד. מתוך זה כ-70% מהטעינות מתבצעות בבית/חניון הבניין המשותף. בישראל הנתון הזה תקף ביתר שאת היות וגיאוגרפית אנחנו מדינה קטנה (גדולה מהחיים, אבל קטנה גיאוגרפית).

חשוב להדגיש כי עמדות הטעינה הציבוריות סופר חשובות, המשך הפריסה שלהן חשובה והן קריטיות להמשך החדירה של רכבים חשמליים. יחד עם זאת כמות הפעמים בהם נטען בהן נמוך באופן יחסי, כלומר בעבור מרבית מחזיקי הרכב החשמלי הטעינה הציבורית היא אירוע לא שכיח. בכל זאת, כאשר נגיע לעמדה ציבורית נעדיף את זאת האולטרה מהירה היות ולרוב נמתין ליד הרכב לסיום הטעינה. עמדת טעינה מהירה מספקת לנו את החשמל אותו אנו צריכים תוך כ-10-20 דקות לרוב, אם נעשה חישוב של המסלול שלנו היום ולא ניכנס לטעינה במטרה להגיע ל-100% סוללה. כלומר, להבין מה אחוז הסוללה (פלוס קצת) הנדרש לי כדי לסיים את המסלול שלי בבטחה היום.

כמובן שעבור אלה שאין להם עמדת טעינה צמודה לחנייה בבית או במשרד הנתונים שונים במהות. כאן מגיע הטוויסט! רק לכ-50% מיחידות הדיור במדינת ישראל יש חנייה פרטית. משמעות הדבר שכל אלה אשר יש להם רכב ללא חנייה פרטית יטענו בטעינה ציבורית זו או אחרת. כאן אנו נראה פתרונות שונים ומגוונים אשר באחריות הרשות המוניציפלית, משרד האנרגיה וחברות הטעינה, לעיתים יחד ולעיתים בנפרד. אחד הפתרונות הטכנולוגיים המעניינים כאן הוא שימוש בתאורת הרחוב בכדי לטעון רכב חשמלי, כבר פעיל בעולם. פתרון פשוט וגאוני, אבל לפעם אחרת.

לאחר כל המידע הזה והיות וממוצע הנסועה בישראל עומד על 60 ק"מ ליום לפי הלשכה המרכזית לסטטיסטיקה, חרדת הטווח אמורה להתפוגג לאיטה, מה שקורה לרוב קצת לאחר רכישת רכב חשמלי.